Lunghezza di Debye
# Lunghezza di Debye

In fisica, la lunghezza di Debye è la distanza spaziale entro la quale le cariche elettriche mobili schermano il campo elettrico all'interno di un plasma o di altri insiemi di cariche, ovvero è la distanza entro la quale si verifica separazione di carica in modo significativo. Prende il nome dal fisico Peter Debye.

In fisica dei semiconduttori, la lunghezza di Debye è importante per definire l'estensione della regione di carica spaziale. Ad esempio nei MOSFET si mostra che il 50% della carica spaziale nel semiconduttore è situata all'interno ${\sqrt {2}}\,L_{D}$ dall'interfaccia $Si-SiO_{2}$.

## Lunghezza di Debye in un plasma

In un plasma, la lunghezza di Debye è

    $\lambda _{D}={\sqrt {\frac {\varepsilon _{0}k/q_{e}^{2}}{n_{e}/T_{e}+\sum _{ij}j^{2}n_{ij}/T_{i}}}}$

dove

    $λ_D$ è la lunghezza di Debye,
    $ε_0$ è la costante dielettrica del vuoto,
    k è la costante di Boltzmann,
    $q_e$ è la carica unitaria,
    $T_e$ e $T_i$ sono le temperature degli elettroni e degli ioni, rispettivamente,
    $n_e$ è la densità degli elettroni,
    $n_{ij}$ è la densità delle specie atomiche i, con carica ionica positiva $jq_e$

il termine ionico è spesso trascurato, dando

    $\lambda _{D}={\sqrt {\frac {\varepsilon _{0}kT_{e}}{n_{e}q_{e}^{2}}}}$

questo è valido solo nel caso di ioni più freddi rispetto agli elettroni.

